Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы
1.1. Экстремальные факторы высоких широт и их влияние на здоровье человека 15
1.2. Освоение Крайнего Севера и последствия техногенного воздействия на окружающую природную среду региона 29
1.3. Основные направления современного медико-экологического мониторинга в отношении тяжелых металлов 44
ГЛАВА II. Материал и методы исследования
2.1. Общая характеристика объекта исследования и объем аналитических работ 55
2.2. Методы определения ТМ в объектах окружающей среды и биологических субстратах у населения региона 57
2.3. Методология расчета комплексной нагрузки на окружающую среду, микроэлементного дисбаланса у населения и величины относительного риска развития заболеваний 67
2.4. Статистическая обработка результатов 71
ГЛАВА III. Анализ факторов окружающей среды в отношении тяжелых металлов на территории ямальского севера
3.1. Результаты качественного и количественного анализа атмосферного воздуха исследуемого региона 73
3.2. Результаты качественного и количественного анализа снежного и почвенного покровов исследуемого региона 83
3.3. Результаты качественного и количественного анализа питьевой воды исследуемого региона 95
3.4. Результаты качественного и количественного анализа растений и грибов исследуемого региона 1 3.5. Экологическая оценка состояния растительных биоценозов по условным показателям на территории Ямальского региона 117
3.6. Экологическая оценка факторов окружающей среды Ямальского региона и определение комплексной нагрузки на его территории 121
ГЛАВА IV. Изучение особенностей микроэлементного статуса жителей ямальского региона на основе анализа биосред
4.1. Результаты исследования микроэлементного состава волос населения Ямальского региона 130
4.2. Нормальный и измененный уровни микроэлементов в волосах жителей Ямальского региона 150
4.3. Дисбаланс микроэлементов и его возможные причины 154
4.4. Взаимосвязь между содержанием МЭ в волосах и заболеваемостью населения 164
ГЛАВА V. Оценка влияния тяжелых металлов на здоровье жителей ямальского севера
5.1. Корреляционный анализ между содержанием ТМ в объектах окружающей среды ЯНАО и волосах жителей региона 169
5.2. Определение доли веществ, поступающих в организм из объектов окружающей среды 185
5.3. Оценка здоровья жителей региона в зависимости от качества окружающей среды и экологический риск развития заболеваний... 188
5.4. Медико-экологическое ранжирование Ямальского региона по итогам комплексного исследования 195
ГЛАВА VI. Практические рекомендации по минимизации вредного воздействия тяжелых металлов на здоровье жителей региона
6.1. Формирование принципа экологической инфраструктуры
северных малых городов 2 6.2. Проблема водоподготовки в условиях Крайнего Севера и пути ее усовершенствования 219
6.3. Коррекция микроэлементного дисбаланса у жителей региона путем обогащения пищевого рациона медь- и цинк содержащими продуктами и/или БАДами 227
Заключение 234
Выводы 240
Практические рекомендации 242
Список литературы
- Основные направления современного медико-экологического мониторинга в отношении тяжелых металлов
- Методология расчета комплексной нагрузки на окружающую среду, микроэлементного дисбаланса у населения и величины относительного риска развития заболеваний
- Результаты качественного и количественного анализа питьевой воды исследуемого региона
- Нормальный и измененный уровни микроэлементов в волосах жителей Ямальского региона
Введение к работе
Актуальность темы. В последнее время экологические проблемы всё больше привлекают внимание ученых и специалистов различных направлений, поскольку, в результате технического прогресса и нерационального использования природных ресурсов, антропогенное загрязнение окружающей среды приобрело такие размеры, что стало угрожать здоровью человека (Е.Н. Беляев, 1999; Н.А. Агаджанян, 1997, 2001; Н.Ф. Измеров, 2000; Б.А. Ревич, 2000; Ю.А. Рахманин, 2001, 2005; А.А. Буганов, 2003 и др.; Н.В. Русаков и др., 2005).
Негативные тенденции в изменении показателей здоровья населения и состояния окружающей среды ставят эту проблему в разряд наиболее приоритетных задач государственной политики (Г.Г. Онищенко, 2002). С позиций существующей профилактической медицины обоснованное назначение оздоровительных мероприятий невозможно без учета всего диапазона доз и концентраций химических веществ, поступающих комплексно в организм человека под воздействием факторов окружающей среды (Г.И. Сидоренко, 1998; СМ. Новиков и др., 2001; В.М. Боев, 2003).
Известно, что как избыток, так и недостаток микроэлементов в окружающей среде оказывает влияние на химический гомеостаз организма и может привести к возникновению различных патологий, в том числе эндемических (А.П. Авцын, 1972, 1985; Ю.А. Рахманин, 2001; Р.С. Гильденскиольд, 2003; А.В. Скальный, 2000; М.Г. Скальная, 2005). Изучение значимости тяжелых металлов в формировании здоровья населения предполагает использование методологии оценки риска и последовательного, системного рассмотрения всех аспектов воздействия экологических факторов на здоровье человека, включая количественную и качественную характеристику вредных эффектов, способных развиться в результате воздействия факторов окружающей среды человека на конкретную группу людей при специфических условиях экспозиции. Методология оценки риска здоровью населения занимает в настоящее время ведущее положение в
8 системе химической безопасности и гигиены окружающей среды (Т.В. Юдина и др., 1997; Ю.П. Пивоваров и др., 2004; Г.Г. Онищенко, 2005; Ю.А. Рахманин и др., 2005; С.Л. Авалиани, К.А. Буштуева, 2005; Г.Н Красовский, Н.А. Егорова 2005; Л.Л. Палько, СМ. Новиков, 2005; М.А. Пинигин, 2005; В.Ф. Демин, СИ. Иванов, 2005; А.Г. Малышева, 2005; И.В. Саноцкий, 2005).
Химические элементы, поступающие комплексно в организм человека, аккумулируются в биосредах и, следовательно, позволяют использовать их количественные значения в качестве биологических маркеров экспозиции и в диагностике микроэлементозов и экологически обусловленных заболеваний (СИ. Савельев и др., 2005; А.Н. Михайлов и др., 2005). Для определения элементов в биосубстратах и разработки нормативных показателей необходим учет региональных особенностей микроэлементного статуса у жителей анализируемых территорий (Б.А. Ревич, 2001; В.М. Боев, 2003, Н.В. Зайцева и др., 2004; В.Г. Маймулов и др., 2005). Кроме этого, при проведении гигиенических исследований возникает необходимость устанавливать границы физиологического содержания химических элементов в изучаемом биосубстрате (М.Г. Скальная, 2005). Для социально-гигиенического мониторинга, который является одним из основных направлений деятельности Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, необходимы сведения о фоновом содержании ТМ в биообразцах человека и объектах окружающей среды (Г.Г. Онищенко и др., 2001; М.Г. Скальная, 2005).
Современный период экономического развития Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО) связан с интенсификацией нефтегазодобывающей промышленности, всевозрастающей урбанизацией и увеличением объемов используемых природных ресурсов. На территории ЯНАО открыто более 200 месторождений углеводородного сырья и на сегодняшний день значительная часть из них находится в эксплуатации. Антропогенное вмешательство в региональных масштабах неизбежно приводит к истощению естественного потенциала региона, образованию
9 искусственных ландшафтов и поступлению во все возрастающих количествах вредных веществ в биосферу (В.Н. Андреев, 1977; В.Д. Ермиков, В. Дучинский, 1980; СП. Пасхальный, 2005). Природные биогеоценозы Севера отличаются особой уязвимостью, низкой способностью к самоочищению и естественной регенерации. Это приводит к быстрой аккумуляции как природных, так и техногенных загрязнителей в почве и водоисточниках (А.В. Павлов и др., 1979; А.В. Павлов, 1980). Все эти негативные экологические аспекты являются дополнительными факторами, способствующими развитию на Севере тех или иных острых и хронических заболеваний.
По данным управления природных ресурсов по ЯНАО (2003 г.), наиболее опасными загрязнителями региона являются тяжелые металлы (ТМ), а чрезмерное накопление их в объектах окружающей среды может вносить значительный вклад в развитие заболеваемости и смертности населения различных возрастных групп. Выраженные нарушения микроэлементного фона снижают не только физиологические резервы организма, приводя к хроническому напряжению функциональных систем, но и развитию целого ряда хронических заболеваний (А.Ц. Лясковик, 2003). Это требует современных подходов диагностики и профилактики экологозависимых патологий с учетом природообусловленных и антропогенных факторов на региональном уровне.
Вместе с тем, отсутствие единых методов к выявлению экологически обусловленных расстройств здоровья, полной информации о содержании вредных веществ в воздухе, воде и почве не позволяют своевременно и в полном объеме обеспечить охрану здоровья и организовать необходимую медико-социальную помощь населению в условиях развивающегося нефтегазового комплекса ЯНАО. Более того, недостаточное внедрение комплексных исследований для определения уровня интегрального взаимодействия населения промышленных территорий и районов геохимических эндемий не дает возможности правильно определять
10 приоритетные направления региональной политики в области охраны здоровья от техногенного влияния и микроэлементного дисбаланса.
Для большинства химических показателей более высокие уровни загрязнения характерны для урбанизированных территорий крупных промышленных районов России. В то время как, северные районы страны с развивающимся комплексом нефтегазодобывающей промышленности и сравнительно низкой плотностью населения являются периферийными в отношении определения критериев экологического благополучия или остаются вне зоны действия комплексного медико-экологического исследования. Обозначенный перечень нерешенных вопросов, а также необходимость разработки практических рекомендаций определяет актуальность и своевременность проведения комплексного медико-экологического исследования.
Целью работы явилась оценка влияния загрязнения окружающей среды на содержание тяжелых металлов в биосредах и состояние здоровья населения ЯНАО и разработка на этой основе методических подходов профилактики экопатологий.
В соответствии с целью поставлены следующие задачи:
Провести качественный и количественный анализ содержания Ag, Си, Zn, Mn, Fe, Со, Cr, Ni, Cd и Pb в атмосферном воздухе, питьевой воде, снежном и почвенном покровах, грибном и растительном материалах и выявить степень экологической нагрузки по районам Ямальского региона.
Провести на репрезентативной выборке анализ содержания Ag, Си, Zn, Mn, Fe, Со, Cr, Ni, Cd и Pb в волосах взрослого населения ЯНАО и изучить особенности их микроэлементного статуса в зависимости от воздействия экзогенных и эндогенных факторов.
3. Провести корреляционный анализ между содержанием тяжелых
металлов в объектах окружающей среды и микроэлементным составом волос
жителей ЯНАО и выделить наиболее приоритетный путь поступления
элементов в организм человека на Крайнем Севере.
Установить связь между уровнем содержания ТМ в волосах и заболеваемостью населения ЯНАО.
Оценить частоту избытка токсичных элементов (Cr, Ni, Cd и Pb) и дефицита эссенциальных металлов (Ag, Си, Zn, Mn, Fe и Со) и провести ранжирование территории Ямальского региона по медико-экологическим показателям.
Научная новизна. Впервые на территории ЯНАО проведено медико-экологическое исследование. В результате дана комплексная экологическая оценка количественного и качественного микроэлементного состава факторов окружающей среды по территориально-экономическим районам Ямальского региона с максимальным показателями нагрузки на среду в индустриально развитом Пуровском районе, обусловленными антропогенным характером происхождения загрязнений. На территории Надымского района впервые обозначена биохимическая провинция аномальная по изучаемым ТМ. Установлено, что растения северного фитоценоза можно рассматривать в качестве биоиндикаторов только для групп металлов-токсикантов, при этом отмечена видовая специфичность берез (Betula) к избирательному накоплению цинка, а ивы (Salex fragilis) - свинца.
Впервые в исследуемом регионе проведен анализ миграции химических элементов из внешней среды в организм человека по их накоплению в диагностических биосредах населения и выделены наиболее приоритетные микроэлементы: для Приуральского района - Си; Надымского - Fe, Mn, Pb; для Пуровского района - Ni, Со, Сг. Впервые на репрезентативной выборке жителей исследуемого региона установлена взаимосвязь между частотой ЛОР заболеваний, болезней сердечно-сосудистой системы, заболеваемости острыми респираторными инфекциями, а также аллергией и выраженным дисбалансом с повышением содержания Cd, Pb, Cr, Ni и более низким уровнем Zn, Си, Ag в волосах обследованного населения.
Впервые проведено сравнение микроэлементного статуса жителей ЯНАО с аналогичными общероссийскими показателями, установлен дисбаланс
12 микроэлементов для жителей Надымского района по пяти показателям, для Приуральского - по четырем, и менее выраженный в Приуральском районе -по трем элементам. Впервые выделены экзогенные причины (ландшафтно-геохимические и экологические особенности региона, условия производственной сферы, образ жизни человека в целом), обусловливающие изменения в элементном статусе населения Крайнего Севера. Обоснованы синергетические взаимодействия (эндогенный фактор) между Fe и Mn, Cd и Pb, а также антагонистическое влияние Fe и Pb на Zn и Си, основанные на химических свойствах микроэлементов и ведущие к микроэлементному дисбалансу у жителей региона в конкретных условиях экспозиции. Учитывая особенности микроэлементного статуса, определены референтные величины содержания десяти ТМ в диагностических биосредах населения ЯНАО.
Практическая значимость. Материалы диссертационной работы внедрены в виде следующих документов:
- Методические указания по изучению влияния химического состава
воды на здоровье населения, М., 2000. - 86 с. (Утверждены председателем
Межведомственного Научного Совета по экологии человека и гигиене
окружающей среды РФ академиком РАМН Ю.А. Рахманиным, 25 сентября
2000 г.).
- Научный проект «Концепция формирования экологической
инфраструктуры малых северных городов», Надым. - 2006. - 36 с.
(Утвержден председателем проблемной комиссией Научного Совета по
проблемам экологии человека и гигиены окружающей среды МЗ и СР
России и РАМН академиком РАМН Ю.А. Рахманиным, 20 апреля 2006 г.).
- Методические рекомендации «Экологический риск развития
заболеваний у жителей Ямальского региона», Надым. - 2006. - 24 с. (Акт
внедрения от 7 апреля 2006 г., Федеральная служба по надзору в сфере прав
потребителей и благополучия человека по ЯНАО).
Методические рекомендации «Микроэлементный статус:
референтные величины для жителей Ямальского региона», Надым. - 2006. -
13 24 с. (Акт внедрения №111 от 27 апреля 2006 г., ТО Территориального управления Роспотребнадзора по ЯНАО).
Методические рекомендации «Экологическая оценка содержания тяжелых металлов в снежном и почвенном покровах на территории Ямальского Севера», Надым. - 2006. - 28 с. (Акт внедрения №013/1 от 24 января 2006 г., Управление технологического контороля и экологии ООО «Надымгазпром»).
Методические рекомендации «Применение биологически активной добавки «Цыгапан» в профилактическом питании лиц с артериальной гипертонией в условиях высоких широт», Надым. - 2006. - 24 с. (Акт внедрения №118 от 18 апреля 2006 г., Муниципальное управление здравоохранения Центральная районная больница г. Надыма; акт внедрения №11 от 20 марта 2006 г., Уренгойская районная больница).
Материалы диссертационной работы внедрены в практику учебного процесса в филиале Московского психолого-социального института Министерства образования и науки РФ (акты внедрения от 16 января и 6 февраля 2006 г.). Основные положения, выносимые на защиту:
Микроэлементный состав окружающей среды в регионе с развитым нефтегазовым комплексом ЯНАО.
Взаимосвязь между заболеваемостью жителей и уровнем содержания тяжелых металлов в волосяном покрове населения региона.
Корреляционный анализ содержания ТМ в объектах окружающей среды и биосубстратах населения. Приоритетность алиментарного пути поступления тяжелых металлов в организм человека.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на Окружном совещании «День главного врача» (г. Надым, 2003), Международной конференции «Экология и здоровье» (Пермь-Казань, 2003), научной конференции «Вопросы сохранения и развития здоровья населения Севера и Сибири» (г. Красноярск, 2003, 2005), Всероссийской научной
14 конференции «Актуальные проблемы профилактики неинфекционных заболеваний» (г. Москва, 2003), Пленумах Научного Совета на базе ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН (Москва, 2003-2005), VI Российском научном форуме «Ключи к диагностике и лечению заболеваний сердца и сосудов» (г. Москва, 2004), I съезде кардиологов сибирского федерального округа (г. Томск, 2005), III Общероссийской конференции «Новейшие технологические решения и оборудование» (г. Кисловодск, 2005), VIII Международной конференции «Современные технологии восстановительной медицины» (г. Сочи, 2005), Российском национальном конгрессе кардиологов (г. Москва, 2005), XI Российской гастроэнтерологической неделе (г. Москва, 2005), Научной конференции «Достижения и трудности современной кардиологии» (г. Москва, 2005), симпозиуме «Императивы экологии человека XXI века» и Международном конгрессе «Артериальная гипертензия - от Короткова до наших дней» (г. Санкт-Петербург, 2005).
Автор благодарит директора ГУ НИИ медицинских проблем Крайнего Севера РАМН, член-корреспондента РАМН, доктора медицинских наук, профессора Буганова Анатолия Алексеевича за научное консультирование при написании диссертационной работы, сотрудников Института и лаборатории физико-химических исследований за помощь в отборе проб, проведении подготовительных к анализу работ и участие в одномоментных эпидемиологических экспедициях по ЯНАО.
Основные направления современного медико-экологического мониторинга в отношении тяжелых металлов
Нарастающая индустриализация, нерациональная хозяйственно-бытовая деятельность человека, длительное использование устаревших технологий в связи с происходящими социально-экономическими преобразованиями в обществе способствуют тому, что места проживания в городах и развитых сельскохозяйственных районах становятся небезопасными для здоровья человека (В.М. Перелыгин и др., 1990; Ю.П. Гичев, 1996; Г.Г. Онищенко, 2001, 2002, 2005; Ю.А. Рахманин и др., 2005).
Последние годы наиболее интенсивно ведутся научные исследования по изучению причин заболеваемости населения на фоне загрязнения воздуха, воды, почвы, продуктов питания ксенобиотиками в рамках медико экологического мониторинга территорий (Н.А. Протасова, 1998; Т.А. Шашина и др., 2005; В.А. Доценко и др., 2005; Н.А. Лесцова и др., 2005).
Многочисленными исследованиями показано, что здоровье человека в районах с загрязнением окружающей среды хуже, чем у тех, кто не подвержен постоянному воздействию компонентов выбросов промышленных предприятий и автотранспорта (Б.М. Раенгулов и др., 2001; В.М. Боев и др., 2003; Н.Н. Егорова, 2003; 3. И. Жолдакова и др., 2003; Л.А. Тепикина, 2003; СВ. Иванова, 2003; Т.А. Шашина и др., 2005).
Наибольшая часть работ посвящена анализу нарушений здоровья, связанных с загрязнением атмосферного воздуха (М.А. Пинигин, 2000, 2001, 2005; Н.Н. Беляева и др., 2003; Т.Н. Зайцева и др., 2003). Это обусловлено, с одной стороны - большей доступностью изучения его состава, с другой -наибольшим удельным весом вредных веществ, которые поступают в организм человека с воздухом. Кроме полезных, естественных компонентов его состава, в нем могут содержаться вещества бактериально-вирусной или химической природы (Л.Т. Еловская, 2005; О.В. Бухарин и др., 2005).
Суждения о влиянии загрязнения окружающей среды на здоровье основываются на двух типах исследований: эпидемиологических и токсикологических. При эпидемиологических исследованиях выявляется воздействие загрязнителей на человека, проживающих в обычных условиях (Ю.А. Рахманин и др., 2001; Т.П. Ступаков, 2001). Токсикологические характеризуются тем, что уровни концентрации, длительность экспозиции и другие условия загрязнителей находятся под контролем исследователя.
Эпидемиологические исследования позволяют учесть количественную сторону изучаемых явлений, устанавливая тем самым необходимые связи между загрязнением окружающей среды и состоянием здоровья населения (М.Г. Шандала, Я.И. Звиняцковский, 1989). Результаты токсикологических исследований следует расценивать как дополнительную информацию и, поскольку она может быть получена при строго контролируемых и определенных условиях, то позволяет делать заключение при существовании причинных связей, хотя применимость этих данных к естественным условиям в ряде случаев вызывает сомнение.
Большинство медико-экологических исследований пока еще далеки от строгих методических подходов: часто используются разные критерии оценки заболеваний, различные классификации при определении нозологической формы, нестандартные методы анализа характера происходящих в органах изменений и, в основном, констатируются показатели уровня, структуры какого-то одного заболевания. Не приводится достаточно убедительных доказательств суммы негативных влияний загрязнений окружающей среды на популяционное здоровье.
Чувствительность населения к действию загрязнителей зависит от большого числа факторов, в том числе от генетической предрасположенности, возраста, пола, качества питания, социального статуса семьи, климата и других (Ю.П. Пивоваров, 2004). Как правило, дети, в силу возрастной незрелости защитно-приспособительных механизмов, интенсивности обмена, более активной утилизации органами и тканями поступающих из внешней среды вредных веществ, являются более уязвимыми к их влиянию (Экологические проблемы..., 1998).
Несмотря на сложность выявления причин изменений в здоровье на фоне экологического неблагополучия, появляются работы, подтверждающие наличие отчетливой связи между: острым воздействием загрязнителя -заболеваемостью и смертностью; хроническим воздействием малых концентраций загрязнителей с последующим возникновением функциональных нарушений, формированием хронической патологии, онкологических болезней, врожденных аномалий развития, симптомов раздражения органов чувств и других расстройств здоровья (В.И. Пыцкий и др., 1999). Смертельные исходы от загрязнителей наблюдаются сравнительно редко, так как они связаны, как правило, с аварийными выбросами вредных веществ. Наиболее неблагоприятные исходы в таких случаях имеются у страдающих бронхо-легочными и сердечно-сосудистыми заболеваниями и у критических групп населения.
Значительно менее изученной, но весьма актуальной в настоящее время стала проблема влияния ряда загрязнителей, которые обнаруживаются далеко за пределами промышленных зон (Б.А. Ревич, 1990). Чаще всего это тяжелые металлы и их соли, компоненты промышленных выбросов цветной металлургии, формирующиеся в производственных условиях и попадающих в места проживания людей. По токсикологическим оценкам второе место среди экотоксикантов занимают тяжелые металлы, уступая только пестицидам, окиси углерода, сернистому ангидриду и фторооксидантам.
Однако, взаимосвязь состояния среды обитания человека, и в частности ее химического состава, с показателями здоровья и качества жизни хорошо известна (В.И. Вернадский, 1954; В.Н. Чекаль и др., 1990; Ю.К. Иванов и др., 2001). Стабильность химического состава организма является одним из важнейших и обязательных условий его нормального функционирования. Соответственно, отклонения в содержании химических элементов, вызванные экологическими, профессиональными, климатогеографическими факторами или заболеваниями приводят к широкому спектру нарушений в состоянии здоровья (А.Н. Михайлов, Н.В. Сетко, 2005).
Методология расчета комплексной нагрузки на окружающую среду, микроэлементного дисбаланса у населения и величины относительного риска развития заболеваний
Для определения загрязнения объектов окружающей среды Ямальского региона были использованы методические подходы комплексной гигиенической оценки окружающей среды (Е.Н. Беляев, 1999).
Оценка загрязнения атмосферного воздуха проводилась по суммарному показателю загрязнения атмосферы ZamM (аналогично К , предложенному К.А. Буштуевой) по следующей формуле:
При гигиенической оценке качества питьевой воды учитывались результаты лабораторных исследований по санитарно-химическим показателям с соответствием абсолютных значений к их гигиеническим нормативам в соответствии с ГОСТом 2874-82 «Вода питьевая».
Химическое загрязнение почвы населенных мест должно рассматриваться как результат комплексного загрязнения окружающей среды - атмосферного воздуха, водоемов и собственно почвы. Однако, техногенную нагрузку на почву, и ее химическое загрязнение оценивалось нами по суммарному показателю загрязнения почвы Ъпочвт который характеризует степень ее химического загрязнения и определяется как сумма коэффициентов концентрации, которые получены делением фактического содержания вещества в почве на его предельно-допустимую концентрацию (Е.Н. Беляев, 1999): Япочвы - показатель загрязнения почвы; С\,2,з - обнаруженные концентрации химических элементов; ПДКі - ПДКн - нормы предельно-допустимых концентраций для почвы по каждому химическому элементу. Комплексная нагрузка на среду представляет собой сумму превышений концентраций элементов, накопленных по каждой из анализируемых сред (воздух, вода, почва). Кн = Zce03d + Zceod ..., где Кн - комплексная нагрузка на среду.
Определение суточного объема потребления воздуха, воды и продуктов питания. При расчете дозы веществ, поступивших в организм человека с воздухом, учитывался суточный объем потребления воздуха К V возд ) Увозд=ахРхб0х24/10000, где VB(m - суточный объем дыхания, м3/сут.; а - минутный объем дыхания, мл/кг; Р - средняя масса тела человека, (70 кг); 60x24/10000=0,144 - коэффициент перевода минутного объема дыхания в суточный. Среднесуточное потребление тяжелых металлов с питьевой водой определялось из расчета общего объема потребления воды - Увод =1,5 л/сут.
При расчете дозы веществ, поступивших с продуктами питания, в случае отсутствия информации о фактическом потреблении пищевых продуктов отдельными возрастными группами населения, целесообразно корректировать рацион при помощи коэффициентов потребления продуктов с учетом баланса по белкам, жирам, углеводам и витаминам. В этом случае, нами использовалась схема суточного потребления продуктов в соответствии с примерными нормами их потребления взрослым населением в сутки. Доза вещества, поступившего в организм, производилась по формуле: Опос С.хУ где DnocT - доза вещества, поступившая в организм из і-го объекта окружающей среды; С, - концентрация вещества в і-ом объекте окружающей среды; V, - объем потребления объекта окружающей среды.
Расчет дозы, поглощенной организмом, осуществлялся при помощи коэффициентов поглощения веществ из объектов окружающей среды (Кпогл), дифференцированных для каждого элемента и пути поступления. При этом, в качестве среднего ориентировочного коэффициента поглощения для продуктов питания принималась величина 0,02. Определение поглощенной дозы (Dnor-л) производился по формуле: J-Ліогл — J-Люст К-погл Суммарная поглощенная доза рассчитывалась как сумма доз, поглощенных различными путями поступления.
При оценке микроэлементного статуса жителей представленных районов за «норму» были приняты показатели А.В. Скального (2000 г.). Дисбаланс микроэлементов (DM) в волосяном покрове жителей Ямальского региона рассчитывался нами по 2-х балльной системе, где «0» - отсутствие отклонения от сравниваемого диапазона, «1» - избыток или недостаток микроэлемента. В дальнейшем суммированием полученных показателей и отношением к общему количеству исследуемых тяжелых металлов.
Расчет величины относительного риска. Определение величины для подверженных влиянию вредного фактора групп населения является главным итогом эпидемиологических исследований в изучении медико-экологической ситуации региона. Экологический риск заболевания может измеряться величиной относительного риска (А.Б. Хилл, 1958; A.M. Большаков, 1999).
Относительный риск - это отношение показателя заболеваемостью конкретной болезнью людей, подверженных действию фактора риска, к показателю заболеваемости этой болезнью людей, не подверженных действию вредного фактора. „_ частота случаев в группе под воздействием частота случаев в группе без воздействия
Относительный риск показывает, во сколько раз увеличивается вероятность заболеть при его наличии и не несет информации о величине абсолютного риска (заболеваемости). Даже при высоких значениях относительного риска абсолютный риск может находиться на низких уровнях в случае, если заболевание редкое. Относительный риск показывает силу связи между воздействием и заболеванием, то есть - во сколько раз вероятность заболевания выше у лиц подвергавшихся, чем у не подвергавшихся воздействию фактора риска. Таким образом, относительный риск - это мера влияния фактора риска.
Результаты качественного и количественного анализа питьевой воды исследуемого региона
Среди факторов окружающей среды, оказывающих влияние на состояние здоровья, одно из главных мест занимает качество питьевой воды (Г.Н. Красовский и др., 2000, 2004, 2005; Ю.А. Рахманин и др., 1998; Н.А. Егорова, 2002). Из депонирующих сред микроэлементы попадают в поверхностные и грунтовые воды, а в организм человека химические элементы могут попасть водно-алиментарным путем.
Исследованы поверхностные (озера, протоки, река Надым), а также подземные воды региона, являющиеся источником водоснабжения г.Надыма и населенных пунктов Надымского района. Максимально высокие концентрации в природной воде отмечены по природообусловленным металлам - железу (2,1+0,2 мг/л) и марганцу (0,5±0,1 мг/л). Выявить характерные закономерности влияния водовмещающих пород на качество исследуемой воды не удалось.
Достоверное повышение (р 0,001 во всех случаях) концентраций свинца, кадмия, никеля и хрома в природных поверхностных водах Надымского и Пуровского районов по сравнению с водами Приуральского района свидетельствует о большей антропогенной нагрузке на природные экосистемы и анализируемую территорию Ямальского региона (рис. 12).
Исследованы пробы питьевой воды Ямальского региона. Проведенными ранее исследованиями (1995-98 гг.) установлено, что вода региона содержит сравнительно невысокие концентрации элементов важных в физиологическом отношении (кальций, магний, калий). Не обнаружены на уровне ПДК хлорорганические соединения и ряд тяжелых металлов (кадмий, хром, медь, свинец). Однако, из 50-ти показателей 9 в различной степени не соответствуют нормативным требованиям ГОСТа и ВОЗ. Основными загрязнителями при этом являются железо и марганец (в 3 и 6 раз, соответственно, превышают ПДК). Повышенные показатели мутности, запаха, цветности свидетельствуют о наличии в воде примесей органического происхождения. Содержание примесей бора составляет 0,4 мг/л при норме 0,3 мг/л (ВОЗ). Значение водородного показателя входит в допуск нормативных требований, но находится в области предельных значений. Это говорит о том, что питьевая вода исследуемого региона кислая. Обнаружены недостаточные концентрации микроэлементов - фтора (0,2 мг/л при норме 1,5 мг/л) и йода (2,0 мг/л при норме 4,0 мг/л).
Особое внимание в проведенных ранее исследованиях уделялось сравнению качественного состава потребляемой воды различных населенных пунктов Ямальского региона, поскольку в качестве водоисточников здесь используются как подземные, так и поверхностные воды, имеющие различный природный состав. Так, при сравнительном анализе химического состава питьевой воды анализируемых городов и поселков Ямальского Севера было установлено, что по некоторым показателям вода не соответствует нормативным требованиям, на общем фоне неблагополучного состояния выделяются поселения городского типа (г. Надым и др.), где качество воды можно признать удовлетворительным. Это объясняется, в первую очередь, тем, что состояние централизованных систем подготовки воды отвечает соответствующим требованиям, а также удовлетворительным санитарно-техническим состоянием водопроводных сетей при отсутствии ярко выраженных загрязнителей водной среды. Кроме того, в городах своевременно проводятся все необходимые мероприятия по обеспечению контроля за изменениями качественного состава питьевой воды. Единственным дополнением в работе по водоподготовке городов было признано проведение последующей нормализации солевого состава воды для доведения её до нормативных требований. Общим для всех исследуемых вод явилось, что она имеет пониженную жесткость (мягкая) и кислую реакцию среды. Отмечены низкое содержание хлоридов, сульфатов, азотсодержащих веществ и высокий показатель цветности. Менее пригодной для потребления вода оказалась в поселках исследуемого региона, где более 1/2 показателей не соответствуют допустимым нормам (содержание железа превышено в 23 раза, марганца в 6 раз). Это связано, прежде всего, с качеством исходной природной воды, а также объясняется менее совершенной системой водоподготовки (работа водоочистных сооружений, особенности водопроводных систем) в населенных пунктах поселкового типа по сравнению с таковой в городах региона.
Проведен сравнительный анализ содержания тяжелых металлов в питьевой воде Приуральского, Надымского и Пуровского районов (табл. 16). При сравнении полученных средних значений ТМ в пробах питьевой воды по районам исследования можно выделить некоторые особенности. Так, количественные значения железа в воде Ямальского региона варьируют в широких пределах (от 0,19±0,027 мг/л в Приуральском районе до 1,10+0,11 мг/л в Надымском), в то время как средние концентрации марганца в воде исследуемых районов изменяются не значительно (от 0,11±0,008 мг/л до и 0,2±0,018 мг/л). Достоверное повышение в воде Приуральского района отмечается в отношении меди по сравнению с аналогичными значениями по Надымскому и Пуровскому районам (0,13+0,008 мг/л против 0,03+0,002 и 0,03+0,002 мг/л, р 0,001 в обоих случаях). В пробах питьевой воды Пуровского и Надымского районов получено достоверное увеличение концентраций никеля, кадмия и свинца по сравнению со значениями аналогичных металлов в воде Приуральского района. При анализе количественных значений кобальта по районам наблюдения достоверных различий не выявлено.
Проведен более детальный анализ содержания ТМ в питьевой воде изучаемых районов по каждому населенному пункту и выявлены некоторые внутрирайонные различия качества потребляемой воды.
При сравнении качественного и количественного состава воды пос. Аксарка и г. Лабытнанги Приуральского района (рис. 13), выявлено достоверное превышение концентраций никеля (0,011±0,003 и 0,005+0,001 мг/л; р 0,05), железа (0,3+0,056 и 0,12+0,02 мг/л; р 0,01) и марганца (0,15+0,014 и 0,095+0,008 мг/л; р 0,001) в воде города, в то время как в отношении меди, цинка наблюдается противоположная картина с увеличением показателей в пос. Аксарка (0,18+0,008 и 0,08+0,004 мг/л; р 0,001; 0,16+0,007 и 0,11+0,009 мг/л; р 0,001; соответственно). В отношении кобальта, кадмия, свинца и хрома достоверных различий не установлено.
Нормальный и измененный уровни микроэлементов в волосах жителей Ямальского региона
Полная экологическая оценка факторов окружающей среды Ямальского региона включает проведение сравнительного анализа загрязненности тяжелыми металлами депонирующих сред (почвенный и снежный покровы), определить происхождение микроэлементных загрязнений и обосновать их возможные миграции в системе - «атмосферный воздух - снег - почва - вода» - по каждому из анализируемых районов Ямальского региона.
Для установления происхождения микроэлементных загрязнений проведено сравнение кратности превышения содержания микроэлементов относительно фонового уровня в снеговом покрове, отражающем аэрогенную нагрузку, и в почве, которая характеризуется не только определенным элементным составом природного происхождения, но и является аккумулирующей средой.
В Приуральском районе содержание большинства ТМ не превышает фоновых значений в депонирующих средах - это может служить основанием низкой экологической нагрузки в отношении металлов на данную территорию (рис. 26). Незначительное превышение фона в снежном покрове отмечено по Со, что свидетельствует об его антропогенном происхождении; некоторое превышение фона по содержанию Си в почве и снегу может рассматриваться как смешанное - природное содержание элемента и антропогенное влияние. Содержание Cd и Сг в снегу выше аналогичных показателей в почве, но не превышает фон, что является следствием незначительного антропогенного воздействия в отношении данных микроэлементов; в то же время уровень концентрирования РЬ в почвенном покрове выше, чем в снежном, но не превышает фонового уровня, поэтому в отношении этого техногенного металла можно заключить о многолетнем накопительном эффекте почвы как основной аккумулирующей среды загрязнений атмосферного воздуха в Приуральском районе.
В Надымском районе (рис. 27) повышенное содержание большинства ТМ (Fe, Mn, Cr и Pb) как в снежном, так и почвенном покровах свидетельствует об их смешанном происхождении при сочетанном влиянии естественных и антропогенных факторов. Данное обстоятельство может служить основанием для признания на территории Надымского района значительной экологической нагрузки в отношении ТМ. Кроме того, в почве анализируемого района отмечается значительное превышение фона по пяти элементам в депонирующих средах и может определять формирование здесь аномальной геохимической зоны. Причем по превышению фона в снегу в отношении Сг и Pb вероятен вклад антропогенных источников. Содержание Zn в снежном покрове более чем в 2 раза выше аналогичных показателей в почве, но находится на уровне фоновых значений - это является следствием некоторого несущественного антропогенного воздействия в отношении данного микроэлемента.
В Пуровском районе (рис. 28) выявлено превышение содержания целого ряда тяжелых металлов (Ni, Со, Cd, Cr и Pb) относительно фонового уровня как в снежном, так и почвенном покровах. Этот аргумент объясняется возрастающей экологической нагрузкой в отношении ТМ и свидетельствует об их смешанном происхождении при сочетанном влиянии естественных и в большей степени антропогенных факторов. Причем, для Со и Ni выявлено превышение концентрирования в почве по отношению к фону в 3,5 и 4,1 раза (соответственно). Значительное превышение фона в почвенном покрове и отсутствие превышения в снегу отмечено по Zn, что может свидетельствовать об его природном происхождении. Содержание Си, Fe и Мп в снежном покрове ниже фонового уровня, а в почве несколько выше, поэтому их происхождение обусловлено в основном природными причинами. Однако, на территории анализируемого района установлен самый высокий уровень превышения над фоном по микроэлементному составу снегового покрова по пяти элементам. Таким образом, основной вклад в происхождение микроэлементных загрязнений вносят антропогенные факторы.
Обобщая представленный материал, следует заметить, что в Приуральском районе Со, Сг и Cd в основном антропогенного происхождения, повышенное содержание Си в почве - смешанного. В Надымском районе повышенное содержание в депонирующих средах Fe, Мп, Сг и РЬ свидетельствует об их естественном и антропогенном происхождении. В почве значительное превышение фона по пяти элементам определяет формирование аномальной геохимичекой зоны. Причем по превышению фона в снегу в отношении Сг и РЬ вероятен вклад антропогенных источников. В Пуровском районе установлен самый значительный уровень превышения над фоном по микроэлементному составу снежного покрова по большинству элементам (Ni, Со, Cd, Сг и РЬ). Основной вклад в происхождение микроэлементных загрязнений при этом вносят антропогенные факторы, в то же время содержание Си, Fe и Мп в почве обусловлено природными причинами.
Таким образом, происхождение аномальных зон с повышенным содержанием микроэлементов в депонирующих средах на территории Надымского и Пуровского районов обусловлено антропогенными факторами, в то время как в Приуральском районе вклад антропогенных источников загрязнения минимальный.
При анализе микроэлементного состава среды обитания, а также системы - «атмосферный воздух - снеговой покров - почва - вода» - с целью установления возможных путей миграции ТМ получены значимые результаты. Так, в Приуральском районе не наблюдалось превышения концентрирования тяжелых металлов в атмосферном воздухе (рассеивающая среда), только в отношении меди можно отметить некоторую приоритетность накопления среди изучаемых элементов (табл. 18); в почвенном покрове (аккумулирующая среда) отмечено чрезмерное накопление меди; для снега (поглощающая среда) характерно увеличение концентрирования меди, а так же кобальта при отсутствии влияния со стороны воздуха и накопления в депонирующей почве.
![Комплексная гигиеническая оценка среды обитания и состояния здоровья детского населения с использованием современных информационно-аналитических технологий (на примере г. Великий Устюг Вологодской обл.) [Электронный ресурс]](/i/i/4496/198705.png "Комплексная гигиеническая оценка среды обитания и состояния здоровья детского населения с использованием современных информационно-аналитических технологий (на примере г. Великий Устюг Вологодской обл.) [Электронный ресурс] Карлова Татьяна Владимировна")
![Вопросы гигиены труда и состояния здоровья рабочих медеплавильного производства и оценка риска здоровью населения, проживающего в районе его размещения [Электронный ресурс]](/i/i/4299/183416.png "Вопросы гигиены труда и состояния здоровья рабочих медеплавильного производства и оценка риска здоровью населения, проживающего в районе его размещения [Электронный ресурс] Михайлов Андрей Николаевич")
